Ученый Клавдий Птолемей. Интересные факты из жизни
Разговаривая про движение планет нашей Солнечной системы, невозможно не вспомнить о древнегреческом ученом Клавдии Птолемее (90-160 до н.э.). Этот известный ученый в свое время сумел разработать математическую теорию движения планет вокруг Земли, которая находилась в неподвижном состоянии. Данная теория позволяла вычислять местонахождение каждой планеты на небе. В сочетании с теориями движения Солнца и Луны она стала называться птолемеевой системой мира.
Древнегреческий астроном. Клавдий Птолемей (90-160 до н.э.)
Птолемеева система была описана подробно в книге «Альмагест», которая считалась энциклопедией астрономических наук древних. В данной книге упоминалось о сферической и прямолинейной тригонометрии, которая позволяла решать ряд математических задач. Птолемей уже в то время проводил исследования в сфере светового преломления и рефракции. Птолемей написал труд «География», в котором он предоставляет ряд географических сведений о античном мире.
Птолемеева система
Клавдий Птолемей прославился, как выдающийся математик, астроном и физик. Проживал Птолемей в Александрии в первой половине второго века до нашей эры. Наука на сегодняшний день не располагает фактами о рождении, житейских и ученых отношениях Клавдия. Также мы не знаем, где родился Птолемей.
Одним из выдающихся произведений Клавдия Птолемея является его «Великое собрание», которое широко известно под названием «Алмагест ». Данный труд состоит из 13 томов, которые описывают все заслуги древнегреческого ученого в сфере астрономии, а также в математике – его достижения в тригонометрии.
Одна из страниц сборника трудов Клавдия Птолемея "Алмагест".
Привлекают внимание 9 и 11 глава первого тома, которые посвящены изложению птолемеевых астрологических понятий и сведений. Птолемей утверждает, что все звезды движутся по кругу, а Земля является неподвижным шаром, который находится в центре Вселенной. Он считал, что Солнце, Луна и планеты кроме общего слаженного взаимодействия в движении имеют и свое собственной движение, с обратным направлением.
Во второй книге Птолемей описывает такие понятия, как деление Земли на поясы, долготы дня и полуденные длины тени, восход и закат.
Третья книга посвящена продолжительности года с точностью до минуты, а также описывает Гиппархову теорию Солнца.
В четвертой книге Птолемей раскрывает понятие продолжительности месяца и повествует о теории движения нашего спутника – Луны.
Пятая книга является подробной инструкцией к устройству астролябия , а также раскрывает методики произведения измерений при помощи данного устройства. Данное устройство использовалось Птолемеем в изучении неравенств в движении Луны.
Устройство для звездных измерений - астролябия.
Птолемей в шестой книге рассказывает о соединении и противостоянии Солнца и Луны, то есть описывает такое явление, как затмение. При этом раскрывает секрет вычисления их наступления.
В седьмой книге раскрыто равноденствие и приведен самый древний звездный каталог (по данным современных ученых относящийся к эпохе Гиппарха ). Он содержит информацию о 48 созвездиях, в которые входит 1022 звезды, а также описано положение каждой звезды в фигуре созвездия.
Описание Млечного пути находится в восьмой книге, который имеет название - галактический круг. В данной книге Птолемей не описывает сам Млечный путь , как явление.
Последующие пять книг посвящены описанию планет и системы устройства мира. Данная система мира имеет запутанный и сложный вид, так как имеет утверждение о неподвижности Земли, которое привело ученого к нагромождению эпициклов, деферентов и эквантов.
Сочинение Птолемея «Алмагест» было основным руководством для астрономов, которое породило большое количество сопутствующей литературы по астрономии. Все бы так и оставалось, пока в астрономию не вмешался , который построил свою теорию мира. Тут то и началось сопротивление сторонников Птолемея новой теории. Птолемея даже обвиняли в плагиате и присвоении трудов Гиппарха и Эвдокса.
Как бы не ругали, не критиковали труды Птолемея, но их издавали до 18 века и они дошли до нас в виде издания французского аббата Гальма (издательство 1813 года).
Птолемей также сделал свой вклад в развитии такой науки, как физика. Его труды и исследования в области оптики заслуживают особого внимания. Клавдий Птолемей создал теорию зрения, теорию отражения, теорию плоских и сферических зеркал, а также исследовал световое преломление. В своей статье о теории зрения он описывает лучи света, которые стремятся к зримому предмету из глаза. Также Птолемей имел труды по механике, которые видел в свое время Архимед и о которых он упомянул. До нашего времени эти труды не дожили или были бесследно утеряны.
Астроном Клавдий Птолемей, работавший в Александрии во II веке н. э., подвел итоги работ древнегреческих астрономов, главным образам Гиппарха, а также собственных наблюдений и построил совершенную теорию движения планет на основе геоцентрической системы мира Аристотеля .
Кла́вдий Птолеме́й (Κλαύδιος Πτολεμαῖος , лат. Ptolemaeus), реже Птоломе́й (Πτολομαῖος , Ptolomaeus) (ок. 87-ок.165) - древнегреческий астроном, астролог, математик, оптик, теоретик музыки и географ. В период с 127 по 151 год жил в Александрии, где проводил астрономические наблюдения.
Несмотря на то, что Клавдий Птолемей - одна из крупнейших фигур в астрономии позднего эллинизма, о его жизни и деятельности нет никаких упоминаний у современных ему авторов.
Собрание астрономических знаний древней Греции и Вавилона Птолемей изложил в своем труде «Великое построение», больше известном под названием «Альмагест» (до европейцев его труд донесли арабы, так звучит в переводе с греческого «мэгистос» - величайший) – труд из 13 книг.
В «Альмагест» изложена геоцентрическая система мира , согласно которой Земля находится в центре мироздания, а все небесные тела обращаются вокруг нее.
В основе этой модели лежат математические расчеты, сделанные Евдоксом Книдским, Гиппархом, Аполлонием Пергским и самим Птолемеем. А практическим материалом послужили астрономические таблицы Гиппарха, который опирался, помимо греческих наблюдений, на записи вавилонских астрономов.
Ключевые положения, на которых строится система Птолемея
- Небосвод представляет собой вращающуюся сферу.
- Земля является шаром, помещённым в центре мира.
- Земля может считаться точкой по сравнению с расстоянием до сферы неподвижных звёзд.
- Земля неподвижна.
Свои положения Птолемей подтверждает опытами. Других мнений и взглядов не признает.
О движении светил
Каждая планета, согласно Птолемею, равномерно движется по кругу (эпициклу), центр которого движется по другому кругу (деференту). Это позволяет объяснить видимую неравномерность движения планет и в некоторой степени изменение их яркости.
Для Луны и планет Птолемей вводит дополнительные деференты, эпициклы, эксцентрики и широтные колебания орбит, в результате чего положение всех светил определялось с ничтожной по тем временам ошибкой - порядка 1°. Это надолго обеспечило надёжность вычисления планетных эфемерид (звёздные эфемериды - таблицы видимых положений звёзд). Но по теории Птолемея расстояние до Луны и её видимый размер должны были сильно меняться, чего реально не наблюдается. Кроме того, в рамках геоцентризма было необъяснимо, почему базовый период обращения по первому эпициклу для верхних планет был в точности равен году и почему Меркурий и Венера никогда не отходят далеко от Солнца, вращаясь вокруг Земли синхронно с ним.
Движение планеты по деференту у Птолемея представлялось равномерным не по отношению к центру деферента, а по отношению к особой точке, симметричной с центром Земли относительно центра деферента.
Звездный каталог
Птолемей дополнил звездный каталог Гиппарха; число звёзд в нем увеличено до 1022. Положения звёзд из каталога Гиппарха Птолемей, по-видимому, скорректировал, приняв для прецессии (прецессия - явление, при котором момент импульса тела меняет своё направление в пространстве под действием момента внешней силы) неточное значение 1˚ в столетие (правильное значение ~1˚ за 72 года).
Отклонение движения Луны
В «Альмагесте» содержится описание открытого Птолемеем явления отклонения движения Луны от точного кругового. Он дает астрологические характеристики так называемых «неподвижных звёзд».
Астрономические инструменты Птолемея
Здесь же описаны астрономические инструменты, которыми пользовался Птолемей: армиллярная сфера (астролабон) - инструмент для определения эклиптических координат небесных тел, трикветрум для измерения угловых расстояний на небе, диоптр для измерения угловых диаметров Солнца и Луны, квадрант и меридианный круг для измерения высоты светил над горизонтом, и равноденственное кольцо для наблюдения времени равноденствий
Математические задачи для астрономических расчетов
В «Альмагесте» решены некоторые математические задачи, имевшие практическое значение для астрономических расчётов: построена таблица хорд с шагом в полградуса, доказана теорема о свойствах четырёхугольника, известная ныне как теорема Птолемея (вокруг четырехугольника можно описать окружность тогда и только тогда, когда произведение его диагоналей равно сумме произведений его противоположных сторон).
Расчётные методы Птолемея вавилонского происхождения: употребляются шестидесятеричные дроби, полный угол делится на 360 градусов, введён специальный символ нуля для пустых разрядов и т. д.
Для астрономических расчетов используется подвижный древнеегипетский календарь с фиксированной длиной года в 365 дней.
До появления гелиоцентрической системы «Альмагест» оставался важнейшим астрономическим трудом, книгу Птолемея изучали и комментировали во всём цивилизованном мире. В VIII в. она была переведена на арабский язык, а ещё через век она дошла и до средневековой Европы. Гелиоцентрическая система мира Птолемея господствовала в астрономии до XVI века, т.е. почти 15 веков.
Но его труд неоднократно подвергался и критике, а в 1977 г. американский физик Роберт Рассел Ньютон опубликовал книгу «Преступление Клавдия Птолемея», в которой обвинял Птолемея в фальсификации данных, а также в выдаче достижений Гиппарха за свои.
Но ученые считают эти обвинения малообоснованными, так как анализ данных, изложенных Птолемеем в труде «Альмагеста», показывает, что значительная их часть, особенно для самых ярких звёзд, принадлежит самому Птолемею.
Другие труды Птолемея
Он написал трактат о музыке «Гармоника» , в котором создал теорию гармонии, в трактате «Оптика» экспериментально исследовал преломление света на границе воздух-вода и воздух-стекло и предложил свой закон преломления (приближенно выполняющийся лишь для малых углов), впервые верно объяснил кажущееся увеличение Солнца и Луны на горизонте как психологический эффект. В книге «Четверокнижие» Птолемей подвел итог своих статистических наблюдений о продолжительности жизни людей: так, пожилым считался человек в возрасте от 56 до 68 лет, и только после этого он считался старым. В труде «География» он оставил подробное руководство по составлению атласа мира с указаниями точных координат каждого пункта.
ПТОЛЕМЕЙ (Ptolemaios), Клавдий
около 90 г. – около 168 г.
Греческий геометр, астроном и физик Клавдий Птолемей провёл большую часть жизни в Александрии, где в 127 –151 гг. производил астрономические наблюдения; никаких сведений о его биографии и даже о месте рождения не сохранилось. Птолемей разработал так называемую геоцентрическую систему мира, согласно которой все видимые движения небесных светил объяснялись их движением (часто очень сложным) вокруг неподвижной Земли. Основное сочинение Птолемея по астрономии – «Великое математическое построение астрономии в 13 книгах», известное под арабизированным названием «Альмагест».
В этом сочинении, состоящем из 13 книг, содержится все главное из сделанного им в области математики, а именно – тригонометрии. И то, и другое содержится, соответственно, в 9-ой и 11-ой главах первой книги сочинения, посвященного вообще изложению предварительных астрономических понятий и сведений, среди которых: указание употребительных на небесной сфере кругов и координат; учения, что все звёзды имеют сферическое движение, что Земля есть неподвижный шар, находящийся в центре вселенной; что Солнце, Луна и планеты, кроме общего движения, имеют ещё и собственное, направленное противоположно первому, и т.д. Вторая книга "Альмагеста" занимается делением Земли на пояса, долготами дня и полуденными длинами тени по различным параллелям, а также явлениями восхода и захода. Третья книга рассматривает продолжительность года с точностью до минут, а затем излагает Гиппархову теорию Солнца. Четвёртая книга посвящена определению продолжительности месяца и изложению теории движения Луны. Пятая занимается описанием устройства астролябии и мимоходом указаниями на произведённые при её помощи новые измерения, которыми воспользовался автор с целью более точного изучения неравенств в движении Луны. Шестая книга изучает соединения и противостояния Солнца и Луны вместе с условиями происхождения затмений; указывается возможность приближённого вычисления их наступления. В седьмой книге содержится статья о предварении равноденствий и древнейший из дошедших до нас звёздных каталогов, восходящий, по всей вероятности, к Гиппарху. В нём описываются по порядку все известные грекам 48 созвездий (21 к северу от зодиака, 12 созвездий зодиака и 15 к югу от него), обнимающие в совокупности 1022 звезды, данные частью по их положению в фигуре созвездия, частью же по долготе, широте и видимой величине, не переходящей за шестую. Книга восьмая посвящена обстоятельному описанию внешнего вида Млечного Пути, который называется в ней галактическим кругом. Объяснением явления, им представляемого, она, однако же, не занимается. Последние 5 книг занимаются планетами или собственно "птолемеевой системой", запутанность и сложность которой происходят от вызванного положением о неподвижности Земли нагромождения эпициклов, деферентов, эквантов. В средние века на возражения против птолемеевой системы смотрели, как на ересь и преступление, которые даже монарху могли стоить короны (Альфонс X, король кастильский).
До появления книги «Об обращениях небесных сфер» Николая Коперника «Альмагест» оставался непревзойдённым образцом изложения всей совокупности астрономических знаний. Исключительно велико было практическое значение этой работы для мореплавания и определения географических координат. В «Альмагесте» впервые законы видимых движении небесных тел были установлены настолько, что стало возможным предвычисление их положений. В начале XVII в., во время борьбы за утверждение гелиоцентрической системы мира, отношение к сочинению Птолемея резко изменилось, так как в нем стали прежде всего видеть опору геоцентрических взглядов; в это же время, после появления таблиц Коперника и особенно Иоганна Кеплера этот труд потерял свое практическое значение.
Большой известностью пользовалось и другие сочинения Птолемея – «Руководство по географии» (8 книг) (с 1475 по 1600 гг. вышло 42 издания этого сочинения). В нём дана полная, хорошо систематизированная сводка географических знаний древних. Птолемей особенно много сделал для развития и использования теории картографических проекций. Он дал координаты 8000 пунктов (по широте – от Скандинавии до верховьев Нила, а по долготе – от Атлантического океана до Индокитая), основанные, впрочем, почти исключительно на сведениях о маршрутах купцов и путешественников, а не на астрономических определениях. К трактату приложены одна общая и 26 специальных карт земной поверхности.
Астрономические наблюдения датировались в древности годами правления царей. В связи с этим Птолемей составил «Хронологический канон царей», являющийся важным источником для хронологии. Написанный им пятитомный трактат по оптике считался окончательно утраченным. Но в 1801 г. был найден почти полный латинский перевод его, сделанный с арабского. Наибольший интерес в нём представляют развитая Птолемеем теория зеркал, таблицы углов преломления при переходе светового луча из воздуха в воду и в стекло, а также теория и таблица астрономической рефракции (причём Птолемей предполагает, что атмосфера простирается до Луны). В статье о теории зрения Птолемей рассматривает лучи света, истекающими к зримому предмету из глаза. Другие сочинения Птолемея представляют меньший интерес; известно о существованию ряда сочинений Птолемея (в частности, о механике), не дошедших до нашего времени.
>Биографии известных людей
Краткая биография Клавдия Птоломея
Клавдий Птолемей (Птоломей) являлся древнегреческим астрономом, математиком, оптиком, географом, а также теоретиком музыки. Годы жизни ученого – около 87-165 гг. н.э. Он работал всю жизнь в Александрии. Птолемей является автором работы о развитии античной небесной механики – «Альмагест». Его собрание астрономических знаний стало основой многих последующих исследований. Ученый оставил немалый след и в других областях наук, например, в математике, оптике и географии. Но в астрономии ему не было равных на протяжении целого тысячелетия.
О жизни и деятельности Птолемея мало что известно, так как он не упоминался у современных ему авторов. В некоторых исторических работах его связывали с родом Птолемеев, но биографы считают это ошибкой. Его имя указывает на то, что, скорее всего он был римским гражданином и его предки, возможно, жили при императоре Клавдии.
Основным трудом Птолемея была «Альмагеста», что в переводе с арабского означает «великое построение». Полное название этого собрания сочинений – «Великое математическое построение по астрономии в 13 книгах». В этой работе ученый описал астрономические знание Древней Греции и Вавилона, сформулировал своеобразную гелиоцентрическую модель мира и составил каталог звёзд. Система представления неба и земли, которую создал Птолемей, была единственной на западе и востоке вплоть до создания другой системы Николаем Коперником.
В математике существует теорема Птолемея, связанная с диагоналями вписанного в круг четырехугольника. Он также составил таблицу хорд и ввел деление на градусы, минуты, секунды. Достижение ученого в оптике заключалось в экспериментальном исследовании отражения и преломления света. В области музыки он создал трактат «Гармоника», в котором описал теорию звуковысотной системы, то есть гармонии. Птолемей вел статистические наблюдения за средней продолжительностью жизни людей, о чем написал в своей книге «Четверокнижие». Немало работ было проделано и в области географии. Ученый создал «Руководство по географии», в которое вошли 27 карт земной поверхности.
Сведений о биографии Птолемея не сохранилось. Информацию о жизни и деятельности ученого можно почерпнуть лишь из его собственных трудов.
Известно, что Клавдий жил на территории современного Египта, в городе Александрия. Имя Птолемей говорит о египетском происхождении, а первое имя Клавдий указывает на римские корни ученого, который, все же, принадлежал к выходцам из Греции.
Вклад в астрономию
Первой научной работой Птолемея считается «Канопская надпись» – высеченные на каменной стеле астрономические параметры.
Далее ученый разработал подобие астрономического справочника «Подручные таблицы». Сведения, полученные Птолемеем, в дальнейшем выступили доказательством неподвижности Земли и движения вокруг нее небесных тел.
В книге «Фазы неподвижных звезд» ученый описал способы составления метеорологических прогнозов погоды. В основу их легли физические явления на поверхности планеты, а также положение небесных тел. Кроме того, в своем труде ученый кратко изложил информацию о климатических зонах и географических поясах Земли.
Ученый оставил после себя еще немало работ по астрономии: «Аналемма», «Планисферий», «Планетные гипотезы» и другие.
«Альмагест»
Одной из важнейших работ древнего ученого считается «Альмагест» – собрание астрономических знаний, которые на протяжении 13 столетий оставалось основой многочисленных исследований. В своем труде Птолемей обосновал сложную геоцентрическую модель мира, с удивительной точностью вычислил расстояние от Солнца и Луны до Земли. Он предложил каталог звездного неба, состоящий из 48 созвездий.
Вклад в науку
Клавдий Птолемей интересовала не только астрономия. Изучая математику, он ввел деление градуса на минуты и секунды. Им был написан объемный трактат «Оптика», состоящий из пяти томов.
Весомый вклад Птолемей внес и в развитие географии, написав «Руководство по географии» в восьми томах, которое включало полное собрание знаний народов античности. Благодаря достаточно точным картам Птолемея впервые была показана обширность населенных областей Земли и их связь между собой.
В древности все знали, кто такой Птолемей. Этот разносторонне развитый человек, талантливый ученый смог дать ответы на многие вопросы, расширить кругозор своих современников и дать необходимый базис для исследований своих последователей.
